人教版九年级物理 第十四章 内能的利用 全章教学案（3份）

内能的利用 第1节 热机 一、课程回顾 复习内容 1、物体内部所有分子做无规则运动的________和 的总和,叫做物体的 能. 2、改变物体内能的两种方式是 和 。但其实质不同，__________是 物体之间内能的转移，而另一种是______________________。 3、做功能改变物体能，当外界对物体做功时，物体内能________________,当物体对外界做功时，物体内能_______________. 4、关于物体内能的改变，下列正确的是 ( ) A.物体对外做功物体内能减少 B.物体吸收热量物体内能一定减小 C.对物体做功时，物体内能一定减少 D.物体放热时，物体内能一定增加 5、在下列现象中，通过做机械功来改变物体内能的是 ( ) A.利用电炉把水烧开 B.冬天里两手互相摩擦使手暖和 C.冬天天气寒冷时要生火取暖 D.用电焊机焊接金属使金属熔化 6、请举例说明做功改变物体内能的生活实例，并说说它们的能量转化是怎样的？ 2、 学习新课 1．热机的原理和种类 (1)热机的定义：利用内能做功的机械。 (2)热机的原理：利用燃料燃烧时释放的内能做功，将内能转化为机械能。 (3)热机的种类：蒸汽机、内燃机(汽油机、柴油机)、汽轮机、喷气发动机等。 内能的应用 ①任何形式的热机，都是利用燃料燃烧释放的内能做功，将内能转化为机械能的机器。②内能的两个应用：一是直接用它来加热物体，二是用它来做功，热机就是利用内能做功的原理制成的机器。 【例1】 如图所示实验，展示了人类利用内能的过程。其中，酒精燃烧过程中，能量转化关系是______能转化为______能，软木塞被冲开，能量转化关系是______能转化为______能。 +科+网] 2．内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。 (1)种类：包括汽油机和柴油机两类。 (2)工作原理：燃料在汽缸内燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压的燃气推动活塞运动做功，把内能转化为机械能。 (3)汽油机 ①汽油机的构造 汽油机主要由汽缸、活塞、进气门、排气门、曲轴、连杆、飞轮和火花塞组成，如图所示。 冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程 ②工作原理。 汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，如图所示。 具体工作过程： 开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活 塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程 活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程 压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程 做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。 此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。 注意：每完成一次工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，对外做功一次，在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 内燃机的工作循环 由于内燃机每完成一个工作循环，曲轴转2周，完成4个冲程，做功1次，所以内燃机工作时完成冲程数、飞轮转速、做功次数和工作循环个数的关系可以简记为：4211。 [来源:学科 汽油机的工作过程如下表所示。 思考：汽油机的一个工作循环包括这么多内容，如何辨别是哪一个冲程呢？ 不难！先看气门打开或关闭情况，后看活塞的运动方向。可以概括为：一气门打开，上排下吸气；两气门关闭，上压下做功。 【例1】 汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示内能转化为机械能的冲程是(　　) 解析： A 两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能 B 排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程 C 两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，内能转化为机械能 D[来源:Zxxk.Com] 进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程 【例2】 一台四冲程汽油机的飞轮转速为1 200 r/min，则1 min内对外做功次数和完成冲程数分别为(　　) A．1 200次　1 200个 B．6